27.05.2011 | Наука

Корни вверх!

Сегодня стратегия хохлатки кажется логичной и ожидаемой.

Можно ли в наши дни совершить настоящее открытие в такой древней науке, как ботаника? Тем более если речь идет не о «затерянных мирах» где-нибудь в безлюдной части Амазонии или Новой Гвинеи, а о Кавказе, флору которого ботаники систематически изучают почти двести лет. Все достойное внимания уже замечено, описано и осмыслено. И тем не менее...

Профессор кафедры геоботаники МГУ Владимир Онипченко, давно занимающийся альпийской флорой, некоторое время назад обнаружил у одного из кавказских весенних цветов – хохлатки Corydalis conorhiza – интересную особенность. Как и ее близкие родичи в лесах средней полосы, кавказская хохлатка зимует в виде подземного клубня, из которого весной быстро выгоняет листья и цветоносный стебель. Но оказалось, что зимой горное растение тоже не дремлет: оно отращивает плотную сеть тончайших надземных корней, пронизывающих толщу снега и поднимающихся в ней на высоту до полуметра. Средняя толщина таких корней составляет всего одну десятую миллиметра (у обычных подземных корней того же растения – 0,5 – 0,7 мм), а гистологическое исследование показывает, что у них нет ни покровных, ни механических тканей. В местах массового произрастания хохлатки таяние снегов обнажает густую «паутину» этих корней, покрывающую всю землю. Однако в первые же дни после схода снега они отмирают.

Зачем хохлатке эти эфемерные образования? Онипченко предположил, что их главная задача – снабжение растения азотом. Дело в том, что высокогорная флора постоянно испытывает жесточайший дефицит минеральных веществ, в том числе азота. Как известно, молекулярный азот, составляющий почти 80% воздуха, растениям недоступен.

У бобовых и некоторых других есть бактерии-симбионты, способные переводить атмосферный азот в «съедобные» соединения. Остальным – в том числе и хохлатке – приходится довольствоваться мизерными количествами этих соединений, поступающих с осадками.

Однако почти весь азот, выпавший за зиму вместе со снегом, скатывается вниз с талой водой, не доставаясь растениям. Может быть, хохлатка приспособилась в течение зимы вытягивать его своими снежными корнями и запасать в клубне? Во всяком случае, именно для улавливания азота растения тропических дождевых лесов отращивают воздушные корни – самый близкий аналог снежных корней хохлатки.

Для проверки этой гипотезы Онипченко и его сотрудники вместе с голландскими коллегами наносили на поверхность снега незадолго до таяния немного азотного удобрения (нитрата аммония), меченого изотопом азот-15. Вскоре повышенное содержание этого изотопа обнаруживалось в снежных корнях, а затем – в клубнях и особенно в листьях растущих в этом месте хохлаток. В местах, где меченое удобрение не наносилось, изотопный состав азота в тканях хохлаток оставался обычным. Растения других видов, растущие в тех же местах, но не имеющие снежных корней (в частности, одуванчик Стевена), оказались неспособными уловить азотное угощение: в их тканях метка отсутствовала независимо от того, удобряли снег над ними или нет.

Сегодня, когда результаты исследования опубликованы, стратегия хохлатки кажется логичной и ожидаемой.

Но кто мог еще несколько лет назад представить такое: нежные, толщиной всего в несколько ничем не защищенных клеток корешки прорастают сквозь мерзлые сугробы, вытягивая из них драгоценные молекулы?

Поистине не знаешь, чему больше дивиться: бесконечной изобретательности жизни или способности настоящего ученого увидеть невероятное у себя под ногами.

Источник: «Знание – сила» № 7, 2010,